Fagartikkel

Virtualisering i Windows Server

Med virtualisering kan vi kjøre flere separate virtuelle maskiner på én fysisk datamaskin. Virtualisering har mange fordeler og brukes aktivt i moderne serverdrift. Hyper-V er Microsofts system for virtualisering og er tilgjengelig som en tjeneste i Windows Server.

Hovedsiden til programmet Hyper-V. Skjermen er delt i tre kolonner, hvor den til venstre viser servere som har Hyper-V installert (flere kan settes til å arbeide sammen). Kolonnen i midten gir informasjon om eventuelle virtuelle maskiner som er satt opp. Til høyre er det en liste over handlinger som kan gjøres for å opprette og styre de virtuelle maskinene. Skjermbilde. — Hyper-V er virtualiseringssystemet i Windows. Det er mest brukt i Windows Server, men er også tilgjengelig i noen Windows 10/11-versjoner. Image: Tron Bårdgård / Restricted right of use

Hvordan fungerer virtualisering?

Virtualisering starter med en programvare som vi kaller for en hypervisor. Denne har enten direkte (type 1) eller gjennom et vertsoperativsystem (type 2) tilgang på datamaskinens ressurser, som arbeidsminne, prosessorkraft, lagringsplass og tilkoblede enheter.

Hypervisoren bruker disse ressursene og simulerer maskinvare (virtuell maskinvare), som den viser til de virtuelle maskinene (VM).

Man kan installere et ordinært operativsystem på den virtuelle maskinen. Det er vanlig å kalle dette for gjesteoperativsystem, og vanlige dataprogrammer kjører på toppen av det.

Modell med tekstbokser og piler. På bunnen har vi boksen maskinvare. Over den er hypervisoren.
Denne lager virtuell maskinvare som operativsystemet på to virtuelle maskiner kan bruke. Illustrasjon. — Hypervisoren simulerer virtuell maskinvare, som de virtuelle maskinene får bruke. Image: Tron Bårdgård / CC BY-SA 4.0

I enkel virtualisering vet ikke gjesteoperativsystemet at det kjører på virtuell maskinvare. Med spesielle drivere og støtte kan virtualiseringen gjøres mer effektiv. Dette er ikke så viktig for et testoppsett, men veldig viktig for virtualisering til bruk i driftsmiljøer.

Hvorfor virtualiserer vi?

Virtualisering brukes aktivt både i test- og i driftsmiljøer. Det er en rekke grunner til at man bør vurdere å ha virtualisering som en del av et server-oppsett.

Mange virtuelle maskiner kan kjøre på én fysisk maskin. Da trenger man trolig ikke like mange servere, og man kan frigjøre plass på serverrommet og spare strøm.
Virtuelle maskiner kjører på simulert maskinvare (virtuell maskinvare). Det er derfor enkelt å flytte dem mellom forskjellige fysiske maskiner, så lenge hypervisoren er den samme.
Hypervisoren styrer hvilke ressurser som hver virtuelle maskin får tilgang på. Dette gir god kontroll.
Det er lett å gi virtuelle maskiner flere ressurser (så lenge den fysiske serveren har ledige ressurser).
Virtuelle maskiner er skilt fra hverandre og fra operativsystemet på vertsmaskinen. Dette gjør sikkerheten bedre.

Om virtualiseringstypene

Virtualisering er delt i to hovedkategorier: type 1, «native hypervisor», og type 2, «hosted hypervisor». Forskjellen mellom disse ligger i hvor i oppsettet hypervisoren kjører.

Type 1, native hypervisor

Type 1-hypervisorer arbeider direkte mot maskinvaren (uten et operativsystem imellom). Dette gir hypervisoren full tilgang og kort vei til maskinvaren. Dette gir god effektivitet og stabilitet, noe som er ettertraktet i virkelige driftsmiljøer.

Eksempler på type 1-hypervisorer er Hyper-V, VMware ESXi, XCP-ng og Proxmox.

Type 2, hosted hypervisor

Type 2-hypervisorer kjører på toppen av vertsmaskinens operativsystem. Hypervisoren har dermed tilgang til maskinvare kun gjennom dette operativsystemet. Hvis hypervisoren trenger mer ressurser (prosessorkraft, arbeidsminne eller liknende), må dette godkjennes av operativsystemet. Type 2-hypervisorer er dermed mindre effektive og stabile enn type 1. De er derfor ikke så aktuelle i driftsmiljøer. Derimot er de enkle å installere og praktiske å teste programvare med.

Eksempler på type 2-hypervisorer er VirtualBox, VMware Workstation og Parallels Desktop for Mac.

To modeller vises: I type 1 er hypervisoren koblet direkte til maskinvaren, og virtuelle maskiner er tilkoblet hypervisoren. I type 2 er vertsoperativsystemet koblet til maskinvaren, og hypervisoren er koblet til vertsoperativsystemet. Illustrasjon. — Legg merke til at plasseringen av hypervisoren er forskjellig i de ulike typene. Image: Tron Bårdgård / CC BY-SA 4.0

Om Hyper-V i Windows Server

Hyper-V er en type 1-hypervisor. Den arbeider direkte mot maskinvaren, og den fordeler maskinressurser til de forskjellige virtuelle maskinene som er i bruk.

Når vi installerer Hyper-V-tjenesten i Windows Server, vil ikke Windows Server-installasjonen (vertsoperativsystem) lenger ha direkte kontakt med datamaskinens maskinvare, men må gå via Hyper-V-hypervisoren.

Men til forskjell fra de ordinære virtuelle maskinene fortsetter vertsoperativsystemet å se datamaskinens virkelige maskinvare og kan styre drivere, lagring, serverinnstillinger og Hyper-V-innstillinger som tidligere. Microsoft kaller dette for en «Root partition».

Virtuelle maskiner (som Microsoft kaller «Child partition») som settes opp, kjører direkte mot hypervisoren. Disse får ikke se den virkelige maskinvaren, men blir vist virtuell maskinvare som hypervisoren emulerer. Virtuelle maskiner vil derfor ikke påvirke hverandre eller vertsoperativsystemet noe særlig.